CN201656726U - 一种hn相开关磁阻电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种HN相开关磁阻电动机，由轴向间隔开的H段N相开关磁阻电动机组装成，其中H、N分别为大于或等于2的正整数，各段N相开关磁阻电动机的结构和参数相同；H个转子同轴地装在一个转轴上，各段定子与转子同心；当转动转轴，其中一段N相开关磁阻电动机的转子凸极与一相定子凸极的方位对齐时，其他段N相开关磁阻电动机的转子凸极与该相定子凸极的方位差为，此处τ为N相开关磁阻电动机转子凸极和定子凸极的极距差(τ_r-τ_S)，τ_r和τ_S分别是N相开关磁阻电动机转子凸极和定子凸极的极距，F为大于或等于1且小于或等于(H-1)的正整数，各段的F值互不相等。本实用新型提供了一种扩展的由H段N相开关磁阻电动机组装成的HN相开关磁阻电动机。

Description

一种HN相开关磁阻电动机 

技术领域

本实用新型涉及一种开关磁阻电动机，特别是涉及一种H段N相开关磁阻电动机组装成的HN相开关磁阻电动机。 

背景技术

N(N≥2)相开关磁阻电动机中，每相有K(K≥1)对定子凸极，2KN个定子凸极在圆周上均布，定子极距 

定子凸极的极弧角 

定子凸极上嵌有匝数和线径相同的线圈，每相中的2K个定子凸极的线圈连成一个相绕组，通电时，该相绕组中的2K个定子凸极的磁性呈N极和S极间隔排列；N个相绕组的接法相同；相邻相之间的定子凸极的方位差为τ_S。转子一般共有2K(N-1)个转子凸极，也在圆周上均布，转子极距距 转子凸极的极弧角大于 

N相定子凸极顺时针转向按相序a、b...周期性标号，相邻相(如a与b)间方位差τ_S。当转子转过τ_r角后，定子和转子凸极间位置关系就回到初始状态，相绕组的通电周期等于τ_r，相邻相的通电相位滞后 

开关磁阻电动机的相绕组在导通期间通以一定的电流i之后，磁链大致为 式中θ是定子凸极与转子凸极的重叠角，而f₁和f₂为i的函数，且i＝0时，f₁＝f₂＝0。该相共磁能 

θ随着转子转角 

变化，就产生电磁转矩 

关于两段结构4相的开关磁阻电动机，1994年就有人申请了专利，每段2相开关磁阻电动机的定子凸极的对数为2。 

本申请人在已提交的一个专利申请中把每段开关磁阻电动机从2相推广到N(N≥2)相，每相定子凸极的对数K不限。现有的两段结构6相开关磁阻电动机，其中转子凸极极弧角 

图1(a)中是定子/转子凸极初始位置，1S和1r表示第一段电动机的定子和转子，2S/2r表示第二段电动机的定子和转子，角注1和2分别表示两种不同的配装形式，2S₁和2r₁表示按照第一种配装方式来配装第二段电动机的定子和转子，2S₂和2r₂表示按照第二种配装方式来配装第二段电动机的定子和转子。由于N＝3，N相定子凸极顺时针转向按相序a、b、c周期性标号，相邻相(如a与b)间方位差τ_S，1a，1b，1c分别为第一段电动机的3相定子凸极的标号，2a，2b，1c分别为第二段电动机的3相定子凸极的标号，3a，3b，3c分别为第三段电动机的3相定子凸极的标号。图1(b)中是两段电动机各相重叠角的波形。其中配装形式的不同，并不改变重叠角的波形。 

实用新型内容

针对上述技术，本实用新型提供了一种扩展的由H段N相开关磁阻电动机组装成的HN相开关磁阻电动机。 

本实用新型所提供的HN相开关磁阻电动机，由轴向间隔开的H段N相开关磁阻电动机组装成，其特征在于，H为大于或等于2的正整数，N为大于或等于2的正整数，各段N相开关磁阻电动机的结构和参数相同；H个转子同轴地装在一个转轴上，各段定子与转子同心；当转动转轴，其中一段N相开关磁阻电动机的转子凸极与一相定子凸极的方位对齐时，其他段N相开关磁阻电动机的转子凸极与该相定子凸极的方位差为 

此处τ为N相开关磁阻电动机转子凸极和定子凸极的极距差(τ_r-τ_S)，τ_r和τ_S分 别是N相开关磁阻电动机转子凸极和定子凸极的极距，F为大于或等于1且小于或等于(H-1)的正整数，各段的F值互不相等。 

所述定子/转子凸极采取整齐均匀的配装方式，其中轴向相邻安装的两段N相开关磁阻电动机的段号相差1，段号较大的与段号较小的电动机间转子凸极的方位角相差为 

同时同一相定子凸极的方位角相差为 

所述配装方式一种简化形式为：各段N相开关磁阻电动机的同一相定子凸极对齐，同时相邻两段中段号较大的与段号较小的电动机间转子凸极方位角相差为 

所述配装方式另一种简化形式为：各段N相开关磁阻电动机的转子凸极对齐，同时相邻两段中段号较大的与段号较小的电动机间同一相定子凸极方位角相差为 

每段N相开关磁阻电动机中，每相有K对定子凸极，其中K为大于或等于1的正整数，2KN个定子凸极在圆周上均布，定子极距 

定子凸极的极弧角 

定子凸极上嵌有匝数和线径相同的线圈，每相中的2K个定子凸极的线圈连成一个相绕组，该相绕组中的2K个定子凸极的磁性呈N极和S极间隔排列；N个相绕组的接法相同；相邻相之间的定子凸极的方位差为τ_S。 

每段N相开关磁阻电动机中，转子有2K(N-1)个转子凸极，2K(N-1)个转子凸极在圆周上均布，转子极距 

转子凸极的极弧角大于或等于 

进一步地，所述H小于或等于K。 

本实用新型提供了一种扩展的由H段N相开关磁阻电动机组装成的HN相开关磁阻电动机，其中H≥2，N≥2；由于在H≤K时相电流的脉动频率较小，相应的铁芯损耗、开关损耗及噪声都较小，因此可进一步地根据H≤K来设置每段中每相定子凸极的对数K。 

附图说明

图1(a)为现有的两段结构6相开关磁阻电动机的定子/转子凸极初始位置。 

图1(b)为现有的两段结构6相开关磁阻电动机的各相重叠角波形。 

图2(a)为本实用新型的三段结构6相开关磁阻电动机一实施例定子/转子凸极初始位置。 

图2(b)为本实用新型的三段结构6相开关磁阻电动机一实施例各相重叠角波形。 

图3(a)为本实用新型三段结构6相开关磁阻电动机另一实施例定子/转子凸极初始位置。 

图3(b)为本实用新型三段结构6相开关磁阻电动机另一实施例各相重叠角波形。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型实施方式进行进一步的详细描述。 

本实用新型提供了一种HN相开关磁阻电动机，由轴向间隔开的H段N相开关磁阻电动机组装成，其中H≥2，N≥2，各段N相开关磁阻电动机的结构和参数相同；H个转子同轴地装在一个转轴上，各段定子与转子同心；当转动转轴，其中一段N相开关磁阻电动机的转子凸极与一相定子凸极的方位对齐时，其他段N相开关磁阻电动机的转子凸极与该相定子凸极的方 位差为 

此处τ为N相开关磁阻电动机转子凸极和定子凸极的极距差(τ_r-τ_S)，τ_r和τ_S分别是N相开关磁阻电动机转子凸极和定子凸极的极距，F≥1且≤(H-1)，各段的F值互不相等。 

上述HN相开关磁阻电动机中的定子/转子凸极采取整齐均匀的配装方式，其中轴向相邻安装的两段N相开关磁阻电动机的段号相差1，段号较大与段号较小的电动机间转子凸极的方位角相差为 

同时同一相定子凸极的方位角相差为 

如果把整个电动机的定子/转子凸极的方位轴向投影到一个垂直平面上，则它们的分布是各自均匀的。 

上述配装方式有两种简化形式，简化形式一：各段N相开关磁阻电动机的同一相定子凸极对齐，同时相邻两段中段号较大的与段号较小的电动机间的转子凸极方位角相差为 

简化形式二：各段N相开关磁阻电动机的转子凸极对齐，同时相邻两段中段号较大与段号较小的电动机间的同一相定子凸极方位角相差为 

上述HN相开关磁阻电动机的每段N相开关磁阻电动机中，每相有K对定子凸极，其中K为大于或等于1的正整数，2KN个定子凸极在圆周上均布，定子极距 

定子凸极的极弧角 

定子凸极上嵌有匝数和线径相同的线圈，每相中的2K个定子凸极的线圈连成一个相绕组，该相绕组中的2K个定子凸极的磁性呈N极和S极间隔排列；N个相绕组的接法相同；相邻相之间的定子凸极的方位差为τ_S。转子一般有2K(N-1)个转子凸极，2K(N-1)个转子凸极在圆周上均布，转子极距 

转子凸极的极弧角大于或等于 

N相定子凸极顺时针转向按相序a、b、......周期性标号，相邻相(如a与b)间方位差τ_S。 

图2(a)为本实用新型的三段结构6相开关磁阻电动机一实施例定子/转子凸极初始位置。图2(b)为本实用新型的三段结构6相开关磁阻电动机一实施例各相重叠角波形。该实施例中H＝3，N＝2。转子凸极的极弧角等于 

即 

图2(a)中，1S和1r表示第一段电动机的定子和转子，2S和2r表示第二段电动机的定子和转子，3S和3r表示第三段电动机的定子和转子。角注1和2表示两种简化的配装形式，具体地，2S₁和2r₁表示按照第一种配装方式来配装第二段电动机的定子和转子，3S₁和3r₁表示按照第一种配装方式来配装第三段电动机的定子和转子；2S₂和2r₂表示按照第二种配装方式来配装第二段电动机的定子和转子，3S₂和3r₂表示按照第二种配装方式来配装第三段电动机的定子和转子。该实施例中由于N＝2，N相定子凸极顺时针转向按相序a、b周期性标号，相邻相(如a与b)间方位差τ_S，1a，1b分别为第一段电动机的两相定子凸极的标号，2a，2b分别为第二段电动机的两相定子凸极的标号，3a，3b分别为第三段电动机的两相定子凸极的标号。图2(b)是三段电动机各相重叠角的波形。 

图3(a)为本实用新型三段结构6相开关磁阻电动机另一实施例定子/转子凸极初始位置。图3(b)为本实用新型三段结构6相开关磁阻电动机另一实施例各相重叠角波形。该实施例中H＝3，N＝2。转子凸极的极弧角大于 

即 

大于 

图3(a)中，1S和1r表示第一段电动机的定子和转子，2S和2r表示第二段电动机的定子和转子，3S和3r表示第三段电动机的定子和转子。角注1和2表示两种简化的配装形式，具体地，2S₁和2r₁表示按照第一种配装方式来配装第二段电动机的定子和转子，3S₁和3r₁表示按照第一种配装方式来配装第三段电动机的定子和转子；2S₂和2r₂表示按照第二种配装方式来配装第二段电动机的定子和转子，3S₂和3r₂表示按照第二种配装方式来配装第三段电动机的定子和转子。图3(b)是三段电动机各相重叠角的波形。该实施例中由于N＝2，N相定子凸极顺时针转 向按相序a、b周期性标号，相邻相(如a与b)间方位差τ_S，1a，1b分别为第一段电动机的两相定子凸极的标号，2a，2b分别为第二段电动机的两相定子凸极的标号，3a，3b分别为第三段电动机的两项定子凸极的标号。 

将HN相开关磁阻电动机作为整体考虑，转子最少有2(HN-1)个凸极，相电流脉动频率最低为 

此处n是电动机转速。在同样的n条件下，本实用新型相电流的脉动频率的 

在K≤H时脉动频率较低，相应的铁芯损耗、开关损耗及噪声都较小。因此在配置H、K的数量时，可以根据H≤K的原则来进行配置，以使整个HN相开关磁阻电动机实现脉动频率较低，相应的铁芯损耗、开关损耗及噪声都较小的效果。在转速相同条件下，只要N相开关磁阻电动机定子凸极每相的对数K≤H，本实用新型中相电流脉动频率就较低，与此相应，铁芯损耗、开关损耗及噪声都较小。而在同样损耗和噪声条件下，电动机的频定转速可设计得较高。 

本实用新型的实施例中出现的H、N、F、K取值均为正整数。 

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (7)

1.一种HN相开关磁阻电动机，由轴向间隔开的H段N相开关磁阻电动机组装成，其特征在于，H为大于或等于2的正整数，N为大于或等于2的正整数，各段N相开关磁阻电动机的结构和参数相同；H个转子同轴地装在一个转轴上，各段定子与转子同心；当转动转轴，其中一段N相开关磁阻电动机的转子凸极与一相定子凸极的方位对齐时，其他段N相开关磁阻电动机的转子凸极与该相定子凸极的方位差为 此处τ为N相开关磁阻电动机转子凸极和定子凸极的极距差τ_r-τ_S，τ_r和τ_S分别是N相开关磁阻电动机转子凸极和定子凸极的极距，F为大于或等于1且小于或等于H-1的正整数，各段的F值互不相等。

2.根据权利要求1所述HN相开关磁阻电动机，其特征在于，所述定子/转子凸极采取整齐均匀的配装方式，其中轴向相邻安装的两段N相开关磁阻电动机的段号相差1，段号较大的与段号较小的电动机间转子凸极的方位角相差为 

同时同一相定子凸极的方位角相差为 

3.根据权利要求2所述HN相开关磁阻电动机，其特征在于，所述配装方式一种简化形式为：各段N相开关磁阻电动机的同一相定子凸极对齐，同时相邻两段中段号较大与段号较小的电动机间转子凸极方位角相差为 

4.根据权利要求2所述的HN相开关磁阻电动机，其特征在于，所述配装方式另一种简化形式为：各段N相开关磁阻电动机的转子凸极对齐，同时相邻两段中段号较大的与段号较小的电动机间同一相定子凸极方位角相差为 

5.根据权利要求1-4任一所述的HN相开关磁阻电动机，其特征在于， 每段N相开关磁阻电动机中，每相有K对定子凸极，其中K为大于或等于1的正整数，2KN个定子凸极在圆周上均布，定子极距 

定子凸极的极弧角 

定子凸极上嵌有匝数和线径相同的线圈，每相中的2K个定子凸极的线圈连成一个相绕组，该相绕组中的2K个定子凸极的磁性呈N极和S极间隔排列；N个相绕组的接法相同；相邻相之间的定子凸极的方位差为τ_S。

6.根据权利要求5所述的HN相开关磁阻电动机，其特征在于，每段N相开关磁阻电动机中，转子有2K(N-1)个转子凸极，2K(N-1)个转子凸极在圆周上均布，转子极距 转子凸极的极弧角大于或等于 

7.根据权利要求5所述的H N相开关磁阻电动机，其特征在于，所述H小于或等于K。 

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